《常见光源》PPT课件.ppt

第二章光电仪器中的常用光源1 1 1 1、光源定义、光源定义、光源定义、光源定义 一切能够产生光辐射的辐射源，无论是天然的，一切能够产生光辐射的辐射源，无论是天然的，一切能够产生光辐射的辐射源，无论是天然的，一切能够产生光辐射的辐射源，无论是天然的，还是人造的，都称为光源。还是人造的，都称为光源。还是人造的，都称为光源。还是人造的，都称为光源。2 2 2 2、自然光源、自然光源、自然光源、自然光源自然界的客观存在，在不同程度上产生光学辐射的自然界的客观存在，在不同程度上产生光学辐射的自然界的客观存在，在不同程度上产生光学辐射的自然界的客观存在，在不同程度上产生光学辐射的光源。光源。光源。光源。3 3 3 3、人造光源、人造光源、人造光源、人造光源 人为将各种形式的能量（热能、电能、化学能）人为将各种形式的能量（热能、电能、化学能）人为将各种形式的能量（热能、电能、化学能）人为将各种形式的能量（热能、电能、化学能）转化成光辐射能的器件，其中利用电能产生光辐转化成光辐射能的器件，其中利用电能产生光辐转化成光辐射能的器件，其中利用电能产生光辐转化成光辐射能的器件，其中利用电能产生光辐射的器件称为电光源。射的器件称为电光源。射的器件称为电光源。射的器件称为电光源。4.4.4.4.光源的技术参数光源的技术参数光源的技术参数光源的技术参数 辐射通量，功率，寿命辐射通量，功率，寿命辐射通量，功率，寿命辐射通量，功率，寿命3 3、光源的分类：、光源的分类：（1 1）热辐射源：）热辐射源：太阳，白炽灯，卤钨灯，黑体辐射器太阳，白炽灯，卤钨灯，黑体辐射器（2 2）气体放电光源：）气体放电光源：氙灯，汞灯，荧光灯，钠灯，金属卤化物氙灯，汞灯，荧光灯，钠灯，金属卤化物灯，氘灯，空心阴极灯灯，氘灯，空心阴极灯（3 3）固体发光光源：）固体发光光源：场致发光灯，发光二极管场致发光灯，发光二极管（4 4）激光器：激光器：气体激光器，固体激光器，染料激光器，气体激光器，固体激光器，染料激光器，半导体激光器半导体激光器光源的基本特性参数1 1、辐射效率和发光效率、辐射效率和发光效率 在给定波长范围内，某一光源发出的辐射在给定波长范围内，某一光源发出的辐射通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比通量与产生这些辐射通量所需的电功率之比称为该光源在规定光谱范围内的辐射效率。称为该光源在规定光谱范围内的辐射效率。发光效率发光效率发光效率发光效率某一光源所发射的光通量与产生这些光通量某一光源所发射的光通量与产生这些光通量某一光源所发射的光通量与产生这些光通量某一光源所发射的光通量与产生这些光通量所需的电功率之比，就是该光源的发光效率。所需的电功率之比，就是该光源的发光效率。所需的电功率之比，就是该光源的发光效率。所需的电功率之比，就是该光源的发光效率。单位单位lm/Wlm/W（流明每瓦）（流明每瓦）例：一个功率（辐射通量）为60W的钨丝灯，在各个方向上均匀发光，求灯发光强度解：钨丝灯发光效率为8-18 lm/w,取平均值等于15 lm/w,该灯泡所发光的总光通量为：e=1560=900lm 在各方向上均匀发光 2 2、光谱功率的分布、光谱功率的分布 不同光源在不同光谱上辐射出不同的光不同光源在不同光谱上辐射出不同的光谱功率，常用谱功率，常用光谱功率分布光谱功率分布来表示。来表示。若令其最大值为若令其最大值为1 1，将光谱功率分布进，将光谱功率分布进行规划，那么经过归一化的光谱功率称为行规划，那么经过归一化的光谱功率称为相对光谱功率分布。相对光谱功率分布。n n在选择光源时，一是看光谱功率分布图，在选择光源时，一是看光谱功率分布图，二是看光源的二是看光源的配光曲线配光曲线n n光源的光源的光谱功率分布光谱功率分布分为四类分为四类:3 3、空间光强分布、空间光强分布 对各向异性光源，若在空间某一截面上，对各向异性光源，若在空间某一截面上，自原点向各径向取矢量，矢量的长度与该方自原点向各径向取矢量，矢量的长度与该方向的发光强度成正比。将各矢量的端点连起向的发光强度成正比。将各矢量的端点连起来，就得到该光源在截面上的发光强度曲线，来，就得到该光源在截面上的发光强度曲线，即即配光曲线。配光曲线。在光学仪器中，提高光的利用率方法：在光学仪器中，提高光的利用率方法：（1 1）选择发光强度高的方向为照明方向）选择发光强度高的方向为照明方向（2 2）在光源背面安装反光罩，反光罩的焦点）在光源背面安装反光罩，反光罩的焦点位于光源的发光中心上。位于光源的发光中心上。德国欧斯朗V V人眼视见函数人眼视见函数人眼视见函数人眼视见函数4、光源的色温、光源的色温对一般光源经常用分布温度，色温，相关色温来表对一般光源经常用分布温度，色温，相关色温来表示光辐射特性。示光辐射特性。真实温度：真实温度：辐射源处于热平衡的温度，以温度计测量。黑辐射源处于热平衡的温度，以温度计测量。黑体的真实温度是使普朗克公式成立的温度体的真实温度是使普朗克公式成立的温度。辐射温度：辐射温度：辐射源的辐射源的辐射温度辐射温度是同亮度是同亮度黑体具有的温度黑体具有的温度分布温度分布温度：辐射源辐射源在某一波长范围内辐射的相对光谱功率在某一波长范围内辐射的相对光谱功率分布，与分布，与黑体黑体在某一温度下辐射的相对光谱功率在某一温度下辐射的相对光谱功率分布一致，那么该黑体的温度就为该辐射源的分分布一致，那么该黑体的温度就为该辐射源的分布温度。布温度。色温色温：辐射源发射光的辐射源发射光的颜色颜色和黑体在一定温度下辐和黑体在一定温度下辐射光的射光的颜色颜色相同，则相同，则黑体的这一温度黑体的这一温度称为该辐称为该辐射源的色温。射源的色温。相关色温相关色温：对于一般光源，它的颜色与任何温度下的对于一般光源，它的颜色与任何温度下的黑体辐射的颜色都不相同，在均匀色度图中，黑体辐射的颜色都不相同，在均匀色度图中，如果光源的色点坐标点与某一温度下的黑体辐如果光源的色点坐标点与某一温度下的黑体辐射的色坐标点最接近，则该射的色坐标点最接近，则该黑体的温度黑体的温度称为该称为该光源的相关色温。光源的相关色温。5 5、光源的颜色、光源的颜色光源的颜色包含两个含义：色表和显色性。光源的颜色包含两个含义：色表和显色性。色表色表：用眼睛直接观察光源时所看到的颜色。用眼睛直接观察光源时所看到的颜色。显色性显色性：当用光源照射物体时，物体呈现的反射光的颜当用光源照射物体时，物体呈现的反射光的颜色与该物体在色与该物体在完全辐射体完全辐射体照射下所呈现的颜色的照射下所呈现的颜色的一致性。一致性。例如：路灯（高压汞灯）例如：路灯（高压汞灯）人眼直接看，又白又亮，色表好人眼直接看，又白又亮，色表好;如果路灯照射如果路灯照射在人脸上呈现青色，显色性差。在人脸上呈现青色，显色性差。